1. RPC簡介
RPC，英文全稱爲Remote Procedure Call Protocol，也就是遠程過程調用協議。所謂遠程，顧名思義，就不是本地，在傳統的編程概念中，過程是由程序員在本地編譯完成，並只能侷限在本地運行的一段代碼，也即其主程序和過程之間的運行關係是本地調用關係。但是，這種傳統調用模式有一個最大的弊端，就是無法充分利用網絡上其他主機的資源（如CPU, Memory等等）。而是通過RPC， 我們可以充分利用共享內存的多處理器環境（例如通過局域網連接的多臺工作站），這樣就可以簡單地將你的應用分佈在多臺工作站上，應用程序就像運行在一個多處理器的計算機上一樣。你可以方便的實現過程代碼共享，提高系統資源的利用率。
一般來說，我們目前談論的最多的就是SUN公司的RPC，由於其開源性，使得SUN RPC得以大規模的使用，所以，我們這裏討論的就是SUN RPC。當然還有其他公司定義的RPC，這個有興趣的請自行去了解下。
2. RPC工作原理
RPC採用客戶機/服務器模式，有點類似C/S Socket 編程模式，但要比它更高一層。請求程序就是一個客戶機，而服務提供程序就是一個服務器。首先，客戶機調用進程發送一個有進程參數的調用信息到服務進程，然後等待應答信息。在服務器端，進程保持睡眠狀態直到調用信息的到達爲止。當一個調用信息到達，服務器獲得進程參數，計算結果，發送答覆信息，然後等待下一個調用信息，最後，客戶端調用進程接收答覆信息，獲得進程結果，然後調用執行繼續進行。可參考以下圖來理解：
這個圖很清楚的說明了RPC的工作流程，就不在一一說明了，更詳細的資料可以參考《UNIX網絡編程 第2卷 進程間通信》有關SUN RPC這一章節，裏面詳盡描述了整個RPC過程調用。
3. RPC開發流程：
一般而言在開發RPC時，我們通常分爲三個步驟：
(1)定義說明客戶/服務器的通信協議。
這裏所說的通信協議是指定義服務過程的名稱、調用參數的數據類型和返回參數的數據類型，還包括底層傳輸類型（可以是UDP或TCP），當然也可以由RPC底層函數自動選擇連接類型建立TI-RPC。最簡單的協議生成的方法是採用協議編譯工具，常用的有Rpcgen，整個是SUN RPC提供的運行例庫。
(2)開發客戶端程序。
(3)開發服務器端程序。
4. RPC編程開發一般思路：
客戶端： 調用相關的函數，創建句柄，使用tcp/udp進行通信。
服務器： 以線程運行，等待客戶端發過來的鏈接請求，再調用相關的函數處理後再返回相關的值。
重要相關知識要點：
(1) 如果有多個CLIENT *cln句柄的問題，要注意其創建及管理，同時要考慮多線程的問題，可以使用線程存儲來解決。
(2)創建TCP/UDP協議的CLIENT *clnt句柄。可以細分到創建tcp/udp類型的socket。
(3)客戶端中UPD PORT限制範圍的問題。比如，如何使用自己定義的範圍，而不是讓系統自動分配。
5. 關於程序號，版本號和過程號的說明
前面說到客戶/服務器之間的通信協議，不得不說下程序號，版本號和過程號。首先，我們要知道如何表示一個唯一存在的遠程過程？當一次RPC調用結束後，相應線程發送相應的信號，客戶端程序纔會繼續運行。當然，一臺服務主機上可以有多個遠程過程提供服務，那麼，問題來了，如何來表示一個唯一存在的遠程過程呢？一個遠程過程是有三個要素來唯一確定的：程序號、版本號和過程號。程序號是用來區別一組相關的並且具有唯一過程號的遠程過程。一個程序可以有一個或幾個不同的版本，而每個版本的程序都包含一系列能被遠程調用的過程，通過版本的引入，使得不同版本下的RPC能同時提供服務。每個版本都包含有許多可供遠程調用的過程，每個過程則有其唯一標示的過程號。
例如，下面就是一個實例，我們的rpc.x文件定義如下：
#define RPC1_RPC_PROG_NUM 0x38000023 //this should be bigger than 0x38000000
/* data Structure */
struct _rpc1_data_t {
int type; /* 1: time, 2: pid number */
char data[0];
}；
typedef struct _rpc1_data_t rpc1_data_t;
program RPC1_RPC_PROG {
version RPC1_RPC_VERS1 {
int RPC1_RPCC(rpc1_data_t) = 1; /* Procedure number = 1 */
} = 1; /* Version number = 1 */
} = RPC1_RPC_PROG_NUM; /* Program number */
6. 關於Rpcgen
rpcgen可以說是SUN公司提供的一個快速自動生成相關RPC代碼的一個工具。它的輸入爲一個規格說明文件，它的輸出爲一個C語言的源程序。規格文件（*.x）包含常量、全局數據類型以及遠程過程的聲明。Rpcgen產生的代碼包含了實現客戶機和服務器程序所需要的大部分源代碼。它包括參數整理、發送RPC報文、參數和結果的外部數據表示以及本地數據表示的轉換等。不過在由rpcgen生成的源文件中，沒有過程的具體實現，所以程序員必須要手工編輯這些文件，實現這些過程。
一般Linux上都默認安裝好了rpcgen， 通過查看幫助，可以快速產生rpc相關的代碼文件。
xx@xx ~ $ rpcgen --h
usage: rpcgen infile
rpcgen [-abkCLNTM][-Dname[=value]] [-i size] [-I [-K seconds]] [-Y path] infile
rpcgen [-c | -h | -l | -m | -t | -Sc | -Ss | -Sm] [-o outfile] [infile]
rpcgen [-s nettype]* [-o outfile] [infile]
rpcgen [-n netid]* [-o outfile] [infile]
options:
-a generate all files, including samples
-b backward compatibility mode (generates code for SunOS 4.1)
-c generate XDR routines
-C ANSI C mode
-Dname[=value] define a symbol (same as #define)
-h generate header file
-i size size at which to start generating inline code
-I generate code for inetd support in server (for SunOS 4.1)
-K seconds server exits after K seconds of inactivity
-l generate client side stubs
-L server errors will be printed to syslog
-m generate server side stubs
-M generate MT-safe code
-n netid generate server code that supports named netid
-N supports multiple arguments and call-by-value
-o outfile name of the output file
-s nettype generate server code that supports named nettype
-Sc generate sample client code that uses remote procedures
-Ss generate sample server code that defines remote procedures
-Sm generate makefile template
-t generate RPC dispatch table
-T generate code to support RPC dispatch tables
-Y path directory name to find C preprocessor (cpp)
For bug reporting instructions, please see:
<http://bugs.gentoo.org/>.
xx@xx ~ $
通過rpcgen，可以產生以下文件：
(1)一個頭文件（.h）包括服務器和客戶端程序變量、常量、類型等說明。
(2)一系列的XDR例程，它可以對頭文件中定義的數據類型進行處理。
(3) 一個Server 端的標準程序框架。
(4) 一個Client 端的標準程序框架。
舉例說明，比如如何利用前面的rpc.x文件，通過rpcgen來產生相關的客戶端和服務器rpc代碼呢？如下：
(1)#rpcgen -a [-C] rpc.x //產生所有的模板文件
(2)#rpcgen -h rpc.x -o rpc.h //產生頭文件
(3)#rpcgen -Sc rpc.x -o rpc_client.c //產生客戶端的模板文件
(4)#rpcgen -Ss rpc.x -o rpc_server.c //產生服務器的模板文件
(5)#rpcgen -Sm rpc.x //產生Makefile文件
(6)#rpcgen -l rpc.x -o rpc_clnt.c //產生客戶端stub
(7)#rpcgen -m rpc.x -o rpc_svc.c //產生服務器stub
(8)#rpcgen -c rpc.x -o rpc_xdr.c //產生xdr文件
7. 關於rpc編程中需要注意的知識點
(1)關於rpc timeout問題
由於是遠程調用，所以相對於本地調用來說，rpc所要花費的時間更長，很容易出現timeout的問題。注意，因TCP是可靠的面向連接的協議，有自己的一套機制來保證端到端的傳輸可靠性，故使用TCP建立的應用不需要考慮超時重傳等問題。、
1. 總超時值：一個客戶端等待其服務器的應答的總時間量。TCP和UDP都是用該值；
2. 重試超時：只用於UDP, 是一個客戶等待其服務器的應答期間每次重傳請求的間隔時間；
默認的超時時間可以通過clnt_control(CLGET_TIMEOUT/CLGET_RETRY_TIMEOUT)函數獲取。
struct timeval tv;
clnt_control(clnt, CLGET_TIMEOUT, (char *)&tv);
clnt_control(clnt, CLGET_RETRY_TIMEOUT, (char *)&tv);
printf("timeout = %d : timeout = %d\n", tv.tv_sec, tv.tv_usec);
至於這兩個值具體是多少，我沒有驗證過，看到有網友說是：UDP的默認總超時值爲-1，重傳超時值爲5s（unp書上說是15s）， TCP的默認總超時值爲0（unp書上說是30s），而爲什麼跟書上不同，他的解釋是由於RPC的版本不一樣，這一點，有待驗證。而這兩個值，我們可以通過替換成CLSET_TIMEOUT/CLSET_RETRY_TIMEOUT就可以設置我們需要的timeout值。
(2)如何指定RPC port的範圍
在原有的rpc port-mapping service中，sunrpc保留512~1024作爲保留的端口號使用，也就是說如果用原來的port-mapping， 就可能會使用到這個範圍的端口號，如果要使用1024以上的端口號，那麼改如果修改呢？
在svc_register中最後一個參數port，傳遞port=0進去，進而就不會再調用sunrpc本身自帶的pmap_set()函數了，我們可以重寫屬於我們自己的pmap_set()函數，跟自帶的pmap_set()函數的區別在於，自帶的函數使用的是socke == 1去調用clntudp_bufcreate()，而我們可以自己先創建好UDP的socket再去調用此函數。這樣，就可以使用我們指定的port number了。
8. 關於RPC 接口說明
開發客戶端和服務器端的程序時，RPC提供了我們不同層次的開發例程調用接口。不同層次的接口提供了對RPC不同程度控制。一般可分爲5個等級的編程接口，接下來我們分別討論一下各層所提供的功能函數.
(1)簡單層例程
簡單層是面向普通RPC應用，爲了快速開發RPC應用服務而設計的，他提供瞭如下功能函數。
函數名 功能描述
Rpc_reg( ) 在一特定類型的傳輸層上註冊某個過程，來作爲提供服務的RPC程序
Rpc_call( ) 遠程調用在指定主機上指定的過程
Rpc_Broadcast( ) 向指定類型的所有傳輸端口上廣播一個遠程過程調用請求
(2)高層例程
在這一層，程序需要在發出調用請求前先創建一個客戶端句柄，或是在偵聽請求前先建立一個服務器端句柄。程序在該層可以自由的將自己的應用綁在所有的傳輸端口上，它提供瞭如下功能函數。
函數名 功能描述
Clnt_create( ) 程序通過這個功能調用，告訴底層RPC服務器的位置及其傳輸類型
Clnt_create_timed( ) 定義每次嘗試連接的超時最大時間
Svc_create( ) 在指定類型的傳輸端口上建立服務器句柄，告訴底層RPC事件過程的相應入口地址
Clnt_call() 向服務器端發出一個RPC調用請求
(3)中間層例程
中間層向程序提供更爲詳細的RPC控制接口,而這一層的代碼變得更爲複雜，但運行也更爲有效，它提供瞭如下功能函數。
函數名 功能描述
Clnt_tp_create( ) 在指定的傳輸端口上建立客戶端句柄
Clnt_tp_create_timed( ) 定義最大傳輸時延
Svc_tp_creaet( ) 在指定的傳輸端口上建立服務句柄
Clnt_call( ) 向服務器端發出RPC調用請求
(4)專家層例程
這層提供了更多的一系列與傳輸相關的功能調用，它提供瞭如下功能函數。
函數名 功能描述
Clnt_tli_create( ) 在指定的傳輸端口上建立客戶端句柄
Svc_tli_create( ) 在指定的傳輸端口上建立服務句柄
Rpcb_set( ) 通過調用rpcbind將RPC服務和網絡地址做映射
Rpcb_unset( ) 刪除rpcb_set( ) 所建的映射關係
Rpcb_getaddr( ) 調用rpcbind來犯會指定RPC服務所對應的傳輸地址
Svc_reg( ) 將指定的程序和版本號與相應的時間例程建起關聯
Svc_ureg( ) 刪除有svc_reg( ) 所建的關聯
Clnt_call( ) 客戶端向指定的服務器端發起RPC請求
(5)底層例程
該層提供了所有對傳輸選項進行控制的調用接口，它提供瞭如下功能函數。
函數名 功能描述
Clnt_dg_create( ) 採用無連接方式向遠程過程在客戶端建立客戶句柄
Svc_dg_create( ) 採用無連接方式建立服務句柄
Clnt_vc_create( ) 採用面向連接的方式建立客戶句柄
Svc_vc_create( ) 採用面向連接的方式建立RPC服務句柄
Clnt_call( ) 客戶端向服務器端發送調用請求
說明：其實這麼多接口不需要去記，我們平時常用的就那麼幾個，而其他的可以在用到時再去查詢下用法即可。
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